سلول های پیش ساز در غضروف حنجره ظرفیت غضروف سازی را در کشت هیدروژل های سه بعدی نشان می دهند
تاریخ انتشار: جمعه 18 اسفند 1396
| امتیاز:
نکته برجسته در تولید ساختارهای حنجره ای در اندازه های مورد نیاز برای بالین، بدست آوردن شمار زیادی سلول برای حفظ فنوتیپ غضروف الاستیک است که خود در تولید بافتی که قادر باشد در معرض نیروهای وارد به حنجره مقاومت کند، نقش دارد. استراتژی های فعلی طب بازساختی از کندروسیت های بدست آمده از جایگاه های مختلف یا سلول های استرومایی مزانشیمی(MSCs) استفاده می کنند. با این حال، کیفیت بافت های جدیدی بدست آمده از این نوع سلول ها به دلیل تمایز غضروفی ناکافی و استخوان سازی درون غضروفی کافی نیست. اخیرا، مجموعه ای از سلول های بنیادی/پیش ساز درون بافت غضروف حنجره ای شناسایی شده اند که از نظر ظرفیت تکثیری و بیومارکرهای سطح سلولی شبیه سلول های بنیادی مزانشیمی هستند اما پتانسیل آن ها برای برای مهندسی بافت هنوز کشف نشده است. این مطالعه توانایی غضروف سازی آزمایشگاهی سلول های پیش ساز غضروف حنجره ای اسب(AuCPCs)، سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان و کندروسیت های حنجره ای را در هیدروژل های اساسا ساخته شده از مت اکریلات ژلاتین طی دوره 56 روزه، با ارزیابی توانایی آن ها برای متحمل شدن تمایز غضروفی مقایسه کرده است. تشکیل غضروف های جدید از طریق پروفایل کردن بیان ژن، تست های فشاری، ترکیب بیوشیمیایی و هیستولوژی ارزیابی شد. مشابه با سلول های بنیادی مزانشیمی و کندروسیت ها، AuCPCها توانایی قابل ملاحظه ای برای تولید ماتریکس غضروفی نشان دادند، هر چند تحت شرایط کشت به کار برده شده، سلول های بنیادی مزانشیمی در مقایسه با انواع سلول های مشتق از غضروف، تولید ماتریکس و ویژگی های مکانیکی بهتری داشتند. سلول های AuCPC، بیان mRNAی الاستین بالاتر، بیان پایین تر کلاژن نوع X و سطح مشابهی از تولید پروتئوگلیکان و ویژگی های مکانیکی را در مقایسه با کندروسیت ها نشان دادند. این نتایج حاکی از پتانسیل تمایز خاص بافت AuCPCها بود و آن ها را منبع سلولی جذابی برای نسل جدید سازه های غضروفی مهندسی بافت شده معرفی می کند.
Eur Cell Mater. 2018 Feb 27;35:132-150. doi: 10.22203/eCM.v035a10.
Progenitor cells in auricular cartilage demonstrate cartilage-forming capacity in 3D hydrogel culture.
Otto IA, Levato R, Webb WR, Khan IM, Breugem CC, Malda J1.
Abstract
Paramount for the generation of auricular structures of clinically-relevant size is the acquisition of a large number of cells maintaining an elastic cartilage phenotype, which is the key in producing a tissue capable of withstanding forces subjected to the auricle. Current regenerative medicine strategies utilize chondrocytes from various locations or mesenchymal stromal cells (MSCs). However, the quality of neo-tissues resulting from these cell types is inadequate due to inefficient chondrogenic differentiation and endochondral ossification, respectively. Recently, a subpopulation of stem/progenitor cells has been identified within the auricular cartilage tissue, with similarities to MSCs in terms of proliferative capacity and cell surface biomarkers, but their potential for tissue engineering has not yet been explored. This study compared the in vitro cartilage-forming ability of equine auricular cartilage progenitor cells (AuCPCs), bone marrow-derived MSCs and auricular chondrocytes in gelatin methacryloyl (gelMA)-based hydrogels over a period of 56 d, by assessing their ability to undergo chondrogenic differentiation. Neocartilage formation was assessed through gene expression profiling, compression testing, biochemical composition and histology. Similar to MSCs and chondrocytes, AuCPCs displayed a marked ability to generate cartilaginous matrix, although, under the applied culture conditions, MSCs outperformed both cartilage-derived cell types in terms of matrix production and mechanical properties. AuCPCs demonstrated upregulated mRNA expression of elastin, low expression of collagen type X and similar levels of proteoglycan production and mechanical properties as compared to chondrocytes. These results underscored the AuCPCs' tissue-specific differentiation potential, making them an interesting cell source for the next generation of elastic cartilage tissue-engineered constructs.
PMID: 29485180